Неуправляемые выпрямительные устройства трехфазные, временные диаграммы.

Многофазное выпрямление дает возможность значительно уменьшить пульсации выпрямленного на­пряжения. На рис 8 показана схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора. В каждый данный момент времени ток проводит только тот диод, анод которого соединен с выводом той вторичной обмотки трехфазного трансформатора (a, b или с), напряже­ние на которой (u_a, u_b или u_с) положительное и наибольшее (рис. 9, а).

Рис. 8

Для идеального трансформатора токи вторичных обмоток i_a, i_b и i_c представляют собой три последовательности импульсов с периодом повторения Т = 2p/w_e, длительностью Т/3 и амплитудой I_m = U_m /r_н каждая, сдвинутые относительно друг друга на 1/3 периода (рис. 9, б), токи первичных обмоток равны

ток нагрузки i_н = i_a + i_b + i_c имеет постоянную составляющую Iо, а выпрямленное напряжение совпадает с огибающей положительных полуволн напряжений вторичных обмоток и_н = r_нi_н (рис. 9, в). Заметим, что токи во вторичных и первичных обмотках трансформа­тора имеют постоянные составляющие Iо /З и w₁Io /(3 w₂).

Рис. 9

В трехфазной мостовой схеме выпрямителя нулевой вывод вторич­ной обмотки трехфазного трансформатора не нужен, поэтому его вторичные обмотки могут быть соединены как звездой, так и треугольни­ком или, если позволяют условия работы трехфазный трансформатор может вообще отсутствовать. При отсутствии трехфазного трансфор­матора выпрямитель подключается к трехфазному источнику, напри­мер, как показано на рис. 10. Половина диодов выпрямителя (VD₁, VD₃ и VD₅) образует группу, в которой соединены все катод­ные выводы, а у второй половины диодов (VD₂,, VD₄ и VD₆) соедине­ны все анодные выводы.

Примем значение потенциала нейтральной точки N трехфазного ис­точника j_н = 0. При этом потенциалы его выводов соответственно равны

что показано на рис. 11, а. В каждый данный момент времени рабо­тает тот диод первой группы, у которого анодный вывод имеет наи­больший положительный потенциал j_Аmax > 0 относительно потенциа­ла нейтральной точки N, а вместе с ним - диод второй группы, у кото­рого катодный вывод имеет наибольший по абсолютному значению отрицательный потенциал | j_Кат |_max относительно потенциала этой же точки.

Рис. 10

Чтобы проследить порядок переключения диодов, разделим один период Т работы цепи на шесть равных интервалов времени, как показано на рис. 11, а. В табл. 1 для каждого интервала времени приведены величины с наибольшим положительным потенциалом ано­дов j_Аmax диодов первой группы и с наибольшим по абсолютному значению отрицательным потенциалом катодов | j_Кат |_max диодов второй группы, а также номера открытых диодов каждой группы. В течение одного периода происходит шесть переключений, т. е. в 2 ра­за больше числа фаз т = 3.

Работу выпрямителя иллюстрируют совмещенные по времени кри­вые токов диодов первой группы i₁, i₃ и i₅ (рис. 11, б), токов дио­дов второй группы i₂, i₄ и i₆ (рис. 11, в), тока нагрузки i_н =i₁ + i₃ + i₅ = i₂ + i₄ + i₆ и выпрямленного напряжения u_н = r_нi_н (рис. 11, г) и переменные фазные токи трехфазного источника i_a = i₁ - i₂, i_b = i₃ – i₄ и i_c = i₅ – i₆ (рис. 11, д). Заметим, что макси­мальное значение выпрямленного напряжения равно амплитуде сину­соидального линейного напряжения трехфазного источника Ö 3U_m, а максимальное значение выпрямленного тока I_m = Ö 3U_m /r_н.

Рис. 11

Мощность многофазных неуправляемых выпрямителей обычно сред­няя или большая (от десятков до сотен киловатт и больше при токах до 100000 А). Мощность однофазных неуправляемых выпрямителей малая или средняя (от единиц до десятков киловатт). Коэффициент полезного действия неуправляемых выпрямителей достигает 98%.

31. Устройство и принцип работы биполярного транзистора. Схемы включения.